JPH0324151A - 3―ヒドロキシブチレート重合体組成物 - Google Patents
3―ヒドロキシブチレート重合体組成物Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
びその製造方法、そして、特に3−ヒドロキシブチレー
ト重合体組成物、及びその製造方法に関する。
H ) ●CH2●co●0−3 の繰返し単位から構成されている熱可塑性ポリエステル
の一種であり、多くの微生物、殊に細菌、例えばアルカ
リゲネス(Alcal1genes) 、アチオロージ
ウム(Athiorhodium)、アゾトバクテル(
Azotobacter) 、バシルス(Bacill
us) 、ノカルジア(Nocard i a)、シュ
ウドモナス(Pseudomonas)、リゾビウム(
Rhizob1um)及びスビリリウム(Spiril
lium)属の細菌によってエネルギー貯蔵物質として
蓄積されるものである。
素源として適当な基質、例えば炭水化物またはメタノー
ルを用いて水性培地中で培養することにより好適に製造
される。基質は、もちろん、微生物によって資化されう
るものでなければならない。重合体の蓄積を促進するに
は、培養(期間)の少なくとも一部を、微生物の増殖の
ためには必須であるけれども重合体蓄積のためには必要
とされないある栄養が制限されている条件下で、実施す
るのが好ましい。適当な培養方法の例は、欧州特許第1
5669号及び第48344号明細書に記載されている
。
ルポキシレート単位(例えば3−ヒドロキシバレレート
単拉)との両方を含む重合体も微生物学的に製造されう
る。かくして、3−ヒドロキシブチレート残基及び3−
ヒドロキシバレレート残基を含む微生物学的に生産され
たヘテロ重合体は、「エンビロンメンタル●サイエンス
◆アンド・テクノロジイ」第8巻(1974年)576
〜9頁にワーレン(wallen)等によって発表され
ている。
書には、種々の共重合体は、共重合体中に3−ヒドロキ
シバレレート単位を生じさせるブロビオン酸のような、
ある種の特定の基質上で微生物を培養することにより製
造されうろことが記載されている。
許第3107172号明細書に記載されているように)
成形材料として使用することもできるが、一般的には、
重合体を、細胞構成材の残部から分離するのが望ましい
。
、アセトンを用いての処理のような方法による細胞の破
壊、それに続いての、重合体を溶解しうる溶剤を用いて
の処理による破壊細胞からの重合体の抽出が包含される
。そのような方法の例は、米国特許第3036959号
及び第3044942号明細書に記載されており、これ
らの方法にお・いて使用される溶剤はピリジン、または
塩化メチレン及びエタノールの混合物である。細胞中で
生産された形態にある重合体のためのその他の抽出溶剤
としては、1.2−プロピレンカーボネートのような環
式カーボネート(米国特許第4101533号参照)、
クロロホルム(米国特許第3275610号参照)及び
1.2−ジクロルエタン(欧州特許第15123号明細
書参照)がある。
破壊方法、すなわち、超音波振動、グラインディング(
磨砕)、フレンチプレスシング、凍結/解凍サイクル、
及びリソチーム処理が開示されており、また欧州特許第
15123号明細書に記載されているように微生物を培
養することにより生産された細胞の懸濁液の噴霧または
フラッシュ乾燥も、細胞から重合体を抽出可能とするの
に充分な細胞破壊を生じさせうる。
ロキシカルボン酸、そのラクトン(例えばビバロラクト
ン)、ジオール、ジカルボン酸及び/またはそれらから
作られたポリエステルと共に、溶融するときに生じるエ
ステル交換反応によって、その他のヒドロキシカルボン
酸の単位及び/または、ジオール(例えばエチレングリ
コール)及び/またはジカルボン酸(例えばイソフタル
酸)から誘導された単位、を含む共重合体も作ることが
できる。
は、3−ヒドロキシブチレートホモ重合体のみならず、
上記の如き共重合体をも包含する意味で用いられるが、
3−ヒドロキシブチレート残基が重合体鎖の少なくとも
一部分を形成していることを条件とする。
い核形成密度の故に、遅い。ヒドロキシバレレート単位
を含む共重合体(HV共重合体)における核形或密度は
ヒドロキシバレレートによって左右され、その含量が増
加するにつれて低下する。このようにしてもたらされる
低い結晶化速度は、熱的加工処理、例えば射出成形中の
長いサイクル時間、及び大きな球粒の発現をもたらすこ
とになる。大きな球粒が在在すると成形された重合体の
物理的化学的性質〜の著しい低減が生じることがある。
し、またその物理的化学的性質を改善するために、核剤
(核形成剤)を含ませることが必要であることが見出さ
れた。
条件下で公知成形方法を用いて成形物品とすることがで
きる。この結晶化の結果として、著しい寸法の球粒を含
む不均質結晶構造が生成されうる。余りにも大きな球粒
がHB重合体中に存在すると、その重合体の物理的化学
的性質が著しく低減されうる。従って、}{B重合体の
結晶化中に生じる球粒寸法を含むのが重要であることが
発見された。
である。核剤の使用は、核形成密度を増大させ、これは
次に、より小さい直径の球粒をもたらす全体的な結晶化
速度の増大となる。大きな結晶化速度は、射出戊形のよ
うな加工工程におけるサイクル時間の短縮をもたらす。
結晶性線状ポリエステルを製造する際に、結晶化中に生
戊される球粒の寸法を小さくすることが重要であること
が判明した。英国特許第1139528号明細書には、
重合化ラクトンからのポリエステルの製造中の球粒寸法
低減は、ある柿の核形成性化合物の存在下でポリエステ
ルを結晶化することにより達成されうることか記載され
ている。英国特許第1139528号明細書中に使用が
説明されている核形成性化合物は、(a)アルカリ金属
の塩化物、臭化物及び沃化物、及び窒化ホウ素、及び(
b)一価、二価または三価金属の芳香族カルボン酸、芳
香族スルホン酸及び芳香族ホスフィン酸との塩、である
。
改善するため、殊にポリアミドから製造された製品に微
結晶粒化物構造を与えるため(その結果として均質な微
結晶粒構造をもつ製品となる)、使用されてきている。
び射出成形サイクル時間の短縮をもたらす。英国特許第
1465046号明細書には、一般式 R−P−OH 1 0H (Rはヒドロカルビル基)の有機リン化合物と周期律表
第2a,2b,3b,4b,7a及び8族の金属の酸化
物、水素化物またはカルボン酸塩とを、配合するポリア
ミド組成物の製法が記載されている。
的である構造を生じるけれども、HB重合体は、化学構
造、分子間力、物理的性質(融点、結晶性及び熱安定性
等)、機械的性質、溶媒性及び耐水性に関して、ボリア
ミドと全く異なる。
としては、タルク、微粒化雲母、窒化ホウ素及び炭酸カ
ルシウムのような粒状物が含まれる。これらの物質は、
核形成密度を増大させ、それにより全体的な結晶化速度
を増大するのに有効であることが証明されている。
点を示す。
化がしばしば生じて、成形品における不均質性をもたら
すことがある。
を害することになる応力集中の領域を生じさせうる。
体の射出戊形品においては若干の程度)、窒化ホウ素は
、一般に透明な製品が必要とされる場合に、半透明製品
を与える顔料として作用すること(殊にフィルムの場合
)が発見されている。
、低比率ないし中度比率のコモノマー(例えばヒドロキ
シバレレート単位)を含む共重合体を核形成するのには
有効でありうるけれども、高比率のそのようなコモノマ
ーを含む共重合体と共に使用されるときには、核形成速
度が減少されるということである。
、(b)構造式 OH / / R−P=O または R−R=0 \ \ OH H OH (Rは有機基である。) の一方を有する有機ホスホン酸もしくは有機ホスフィン
酸、またはそれらのエステル、あるいはそれらの酸もし
くはエステルの誘導体、及び(C)周期律表の第■〜V
族の金属の酸化物、水酸化物、及び飽和または不飽和カ
ルボン酸塩からなる群より選択される金属化合物、より
なるヒドロキシアルカノエー}HA重合体組成物を提供
する。
のHA重合体、(b)構造式 OH OH/
/ R−P=O または R−P=0 \ \ OH H(Rは有機基で
ある。) の一方を有する有機ホスホン酸もしくは有機ホスフィン
酸、またはそれらのエステル、あるいはそれらの酸もし
くはエステルの誘導体、及び(C)周期律表第I−V族
の金属の酸化物、水酸化物、及び飽和または不飽和カル
ボン酸塩からなる群より選択される金属化合物、を一績
に緊密に混合することからなるヒドロキシアルカノエー
トHAi合体組成物の製法をも提供する。
A)重合体」とは、 Rt −CH− (CH2) n−C−0− 11 0 (R,は水素またはアルキル基であり、nは1〜8の整
数である。) の構造の繰返し単位をもつホモ重合体、ならびに前記の
HB共重合体についてのその他のヒドロキシアルカノエ
ート単位を含む共重合体(ただしそのような共重合体に
おいてヒドロキシアルカノエート残基が重合体鎖の少な
くとも一部分を形成していることを条件とする。)を意
味するものとする。
が包含される。HA重合体としては、O (Xはエないし6の整数である。)の構造のヒドロキシ
アルカノエート残基を含む重合体が包含され、かかる重
合体は、欧州特許出願第90303119.3号明細書
、英国特許出願第8909993.1及び892236
3.0号明細書に記載されている。
1〜12の炭素原子を含むアルキル基、好ましくはメチ
ルまたはエチル基であり、そしてnは好ましくは1〜5
の整数、殊に1〜3の整数であるのが好ましい。
フィン酸の誘導体、またはそのエステルの誘導体は、H
B重合体組戊物がフィルム、繊維、コーティングまたは
任意の成形物品に戊形されるときに適用される条件下で
、金属化合物と反応して遊離の酸またはエステルと同じ
効果を生じさせるいずれの酸誘導体またはエステル誘導
体を包含するものである。
適宜な方法で一緒に配合することができる。例えば、そ
れらの成分を単に室温で一緒に緊密混合することができ
る。結果の組成物は、しかる後にさらに、熱処理に(例
えば押出により)付される。かかる後処理の間に有機ホ
スホン酸または有機ホスフィン酸と金属化合物との間で
化学反応が生じて、組成物中で核剤として有効に作用す
る物質が生成するものと信じられる。
ン酸もしくは有機ホスフイン酸、エステルまたは誘導体
は、Rが脂環基または芳香族基(ただし脂肪族基は排除
されない)であるものであり、脂環式または芳香族炭化
水素基であるものが好ましい。好ましくは、有機ホスホ
ン酸が使用され、殊に適当な有機ホスホン酸におけるR
はシクロヘキシル基である。
は、アルミニウム、アンチモン、すす、ナトリウム、カ
ルシウム、及び好ましくはマグネシウム、亜鉛の化合物
が包含される。金属化合物として好ましいカルボン酸塩
は、ステアリン酸塩及びパルミチン酸塩である。成分(
C)として殊に好ましい化合物はステアリン酸亜鉛、ス
テアリン酸マグネシウム及び酸化亜鉛である。
ノエートホモ重合体、ならびにヒドロキシアルカノエー
ト残基と一緒にある割合のコモノマー単位を含む共重合
体がある。本発明は、ヒドロキシアルカノエート残基、
特に3−ヒドロキシバレレート残基に加えて、高割合の
コモノマー残基を含む共重合体について殊に改善を与え
るものである。これは、ヒドロキシアルカノエート残基
が3−ヒドロキシブチレート残基であるとき(すなわち
重合体がHB重合体であるとき)に殊に顕著である。
いて、相互の相対比として広範囲の割合で含まれうるが
、1:1のモル比の相対割合であるのが好都合である。
からHB重合体成分(a)に添加されて本発明の組戊物
をなす。成分(a)に対して一緒に添加される成分(b
)及び(C)の合計量は、成分(a)100部当り(す
なわち樹脂100当り、あるいはphr) 0.1〜5
部の範囲であるのが適当である(その他の成分は除いて
)。好ましくは、成分(b)及び(e)は成分(a)の
100部当り(phr)0.25〜1.5部の範囲内で
一緒に添加される。
察される活性モードと異なる活性モードを示すと信じら
れる。低HV含量重合体については、両タイプの核剤が
同じような結晶化速度を生じさせる。しかしながら高H
V含量の重合体については、窒化ホウ素のような核剤は
効果を示さないことがある。はるかに高い結晶化速度は
、本発明において使用される核剤について観察される。
形戊モードと著しく異なることを示唆している。本発明
による新規核剤は、高HV含量の重合体の核化について
、慣用粒状核剤よりも著しく秀れた利点を有する。
)を用いて、核剤の効率を測定(推定)した。DSCは
、吸熱または発熱の際のエタンタルビ一変化の正確な測
定が可能な分析方法である。
究するのに有用な方法である。もしも溶融重合体が一定
速度で冷却されると、重合体が結晶化するときに発熱が
生じる。結晶化が生じる温度範囲、ピークの面積、及び
ピーク鋭利度は、その物質の結晶化挙動の指標を与える
。一般に核剤を添加すると、結晶化ピーク温度及びピー
ク面積の増加を生じさせる。
用いて得られた。加熱一冷却DSCを用いて、7〜10
■の試料を20℃から20℃/分の一定速度で加熱し、
試料を205℃で2分間保持し、次いで試料を−20℃
/分の速度で20℃まで冷却した。
0の(重量)分子量を有するHB重合体を、秤量された
シクロへキシルホスホン酸〔戊分くb)〕及び秤量され
た戊分(e)としての種々の物質と一緒にタンブル混合
した(表1参照)。混合物を、190℃のバレル温度で
作動している「ダーベンテスト(Daventest)
Jメルト・フロー・インデックス・グレーダーに取付け
られた2.2mn+直径のダイを介して、押出した。6
〜7分の加熱バレル内滞留時間の高分子押出物から試料
を採取した。これらの試料をDSC分析し、冷却実験か
ら表1の結果を得た。
て示されるように低度に結晶化した。シクロへキシルホ
スホン酸を含む処方は、はるかに高度の結晶化及び高い
最小ピークを示した。本発明の核剤についての結果は、
全く核剤を含まない対照体よりも著しい改善を示す。
0の(重量)分子量を有するHB重合体をステアリン酸
亜鉛及び表2の秤々のホスホン酸化合物と混合した。混
合物を実施例1のように押出した。押出物から採取した
試料をDSC分析に付した。結果を表2に示す。2つの
成分の添加濃度は1:1のモル比となるように計算した
。
成効率の著しい向上を示した。置換基剤の活性度の順序
は、R=シクロヘキシル〉イソプロビル〉t−ブチルで
あった。
0の(重量)分子量を有するHB重合体を種々の量のシ
クロへキシルホスホン酸及びステアリン酸亜鉛と混合し
て、結晶化性に対する混合物の化学量論的観点からの効
果を調べた。190℃で得られた押出物から得た結果を
表3に示す。
出処理した。得られた試料を、ある範囲の温度について
等温DSC分析に付した。試料を20℃から205℃ま
で20℃/分で加熱し、205℃に2分間保持し、次い
で−100℃/分で所定の結晶化温度まで冷却した。こ
の温度を20分まで(以下)の間保持して、結晶化発熱
を記録した。ほぼ半分の結晶化が起るのに要する時間及
びその半ピークの面積を表4に示す。
ン酸亜鉛のモル比にわたり有効に機能する。
体的な結晶化の最大速度についての最適温度を決定する
のに使用できる。
00の(重@)分子量を有するHB重合体を、結果は、
80℃の結晶化温度で、窒化ホウ素及び本発明核剤は、
同様な結晶化エネルギーで同様な重合体結晶化速度を示
すことを明かにしている。
化エネルギーで著しい速い結晶化速度を生じる。結果は
、本発叩の核剤は、より低いモールド温度及びより短い
サイクル時間の使mを可能にすることを示している。本
発明で使用の核剤は、高HV含有共重合体について、慣
用粒状核剤と比較して、核形成効率の著しい改善を示す
。
ooの(重ffl)分子量を有するHBffi合体を含
む処方物の乾燥顆粒を、rBOY 15SJ射出戊形
機で、一連のモールド温度において標準的な衝撃及び引
張試験用成形物に成形した。その他の成形条件は、でき
るだけ速いサイクル時間を生じるように設定された。ア
イゾット衝撃試験及び引張応力/ひずみ試験を、それら
の試験片について成形後7口目に実施した。結果を表5
及び6に示されている。
棒体で実施した。試料のゲージ曇は40叩であった。ア
イゾット衝撃試験はASTM D25Bに従って実施し
た。
は、窒化ホウ素含有処方物よりも強靭であり、かつ脆性
が低かった。
たり、同様な、ただし、より高いヤング率を示した。こ
のことは、本発明の核剤で得られるより短い成形サイク
ル時間と相伴なって、高HV含量共重合体について窒化
ホウ素よりも著しくすぐれた利点を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、(a)本文中で定義のHA重合体、(b)構造式▲
数式、化学式、表等があります▼または▲数式、化学式
、表等があります▼ (Rは有機基である。) の一方を有する有機ホスホン酸もしくは有機ホスフィン
酸、またはそれらのエステル、あるいはそれらの酸もし
くはエステルの誘導体、及び(c)周期律表の第 I 〜
V族の金属の酸化物、水酸化物、及び飽和または不飽和
カルボン酸塩からなる群より選択される金属化合物、よ
りなるヒドロキシアルカノエートHA重合体組成物。 2、HA重合体が、本文中定義のHB重合体である請求
項1記載の重合体組成物。 3、HA重合体が、構成 ▲数式、化学式、表等があります▼ (xは1ないし6の整数である。) を有するヒドロキシアルカノエート残基を含む重合体で
ある請求項1記載の重合体組成物。 4、(a)本文中で定義のHA重合体、(b)構造式▲
数式、化学式、表等があります▼または▲数式、化学式
、表等があります▼ (Rは有機基である。) の一方を有する有機ホスホン酸もしくは有機ホスフィン
酸、またはそれらのエステル、あるいはそれらの酸もし
くはエステルの誘導体、及び(c)周期律表第 I 〜V
族の金属の酸化物、水酸化物、及び飽和または不飽和カ
ルボン酸塩からなる群より選択される金属化合物、を一
緒に緊密に混合することからなるヒドロキシアルカノエ
ートHA重合体組成物の製法。 5、成分(b)は、Rが脂環基または芳香族基である有
機ホスホン酸もしくはそのエステル、またはその酸もし
くはエステルの誘導体、である請求項4記載の方法。 6、Rが脂環基である請求項5記載の方法。 7、成分(c)がアルミニウム、アンチモン、すず、ナ
トリウムまたはカルシウムの化合物である請求項4〜6
のいずれかに記載の方法。 8、成分(c)がマグネシウムまたは亜鉛の化合物であ
る請求項4〜6のいずれかに記載の方法。 9、成分(c)がステアリン酸塩またはパルミチン酸塩
である請求項4〜8のいずれかに記載の方法。 10、成分(c)がステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マ
グネシウムまたは酸化亜鉛である請求項8記載の方法。 11、成分(b)及び(c)を一緒に、成分(a)の1
00部当り0.25〜1.5部の範囲の量で添加する請
求項4〜10のいずれかに記載の方法。
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|---|---|---|---|
| GB8912388.9 | 1989-05-30 | ||
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